Сонымен, (12.2), (12.12) және сұрыптау ережесі бойынша сызығы магнит өрісінде алты құраушыға жіктеледі:

, (12.13)

Бұл жұмыста кадмийдің спектрлік сызықтарының магнит өрісінде жіктелуі (Зееман эффекті) зерттеледі, Бор магнетоны анықталды.

Жұмыс орындалатын эксперименттік қондырғы (12.4-сурет) спектрлік сызықтардың жіктелуін өріске көлденең бағытта (Зееманның көлденең эффекті) және магнит өрісінің бағыты бойымен (Зееманның бойлық эффекті) бақылауға және зерттеуге мүмкіндік береді. Қарапайым Зееманның қарапайым да, күрделі де эффекті үшін.

Қ
140
арапайым Зееман эффекті қалыпты Зеемандық триплет беретін кадмийдің спектрлік сызығымен зерттеледі ( ). Қондырғыда ажыратқыштық күші жоғары аспап ретінде Фабри-Перо интерферометрі қолданылады. Ол спектрлік сызықтың магнит өрісінде жіктелген зеемандық құраушыларының толқын ұзындықтарының немесе толқындық сандарының айырымдарын анықтауға мүмкіндік береді. Біріне бірі өте жақын орналасқан зеемандық құраушыларды a,b,c арқылы белгілейк. а және b құраушылардың толқындық сандарының немесе бұлардың толқын ұзындықтарының айырымы мына формуламен анықталады:




мұндағы - интерферометрдің тұрақтысы, -интерферометр айналарының ара қашықтығы;



әрбір интерференциялық қатардағы көрші құраушылар (а және b) арасындағы интерференциялық сақиналардың диаметрлері (радиустары квадратының айырымы):



әрбір құраушылның (а және b) көрші интерференциялық қатарлары ( ) арасындағы интерференциялық сақиналарының диаметрлері (радиустары) квадраттарының айырымы.

---

Атомдарға электрондарының сәуле шығарып ауыслары үшін атом энергиясының өзгерісі мынаған тең:



Екінші жағынан, энергияның өзгерісі В магнит индукциясының шамасына пропорционал. Бор магнетоны және В арасындағы пропорциялық коэффициент ретінде анықталады:



(18) және (19) өрнектерінен мына өрнек алынады:

---

12.3. Жұмыстың орындалуы:


Сурет
141
12.4 Қондырғының жалпы түрі



Сурет 12.5 Оптикалық компонеттердің оптикалық скамьеде орналасуы
Қондырғыны жинаңыз:

1. 
   Электромагнитті айналымы үстелге орналастырып оны ұштықтар арқылы бекітіңіз, сонда кадмий шам үшін жеткілікті үлкен қалатындай болсын. Магнит ағыны пайда болғанда иұштықтар қозғалмайтындай етіп бекіту керек. Кадмий шамды ұштықтар аралығына шам ұштықтарға тимейтіндей етіп орналастырыңыз да оны спектрлік шамдар үшін қорек көзіне қосыңыз. 2200мкФ конденсатор қорек көзінің шығысымен паралель жалғануы тиіс.
   
2. 
   Оптикалық скамьеде 12.4 суретке сәйкес мына элементтерді орналастырыңыз (жақша ішінде бұлардың орналысуы сантиметрде берілген):
   

80 Телекамера ССД

73 Линза

45 Анализатор

39 Линза

33Фабри – Паро

25 Линза

20 Кристік диафрагма

1. 
   
   142
   линза және интерференциялық суреттер жасау үшін қажетті паралель дерлік жарық сәулесін береді.Фабри-Перо эталонында ауыспалы жарық сүзгіш бар.
   
2. 
   Электромагнит орналыстырған айналмалы үстелді, полюстік ұштықтар және кадмий шамды, ұштықтардағы тесіктердің центрі бәрінен 28 см қашықтықта орналысындай орналастырыңыз. Оптикалық скамья барлық құраушылармен электромагнитке жақын маңда иристік диафрагманы алып қойғанда және магнит өрісін бақылау бойымен бағыттағанда ұштықтардың біреуінің бақылау тесігі алып қойылған иристік дифрагманың орналысуымен дәл келетіндей қашықтықта орналысуы тиіс. Шығар тесік линзаның жазықтығында болуын тексеріңіз.
   
3. 
   Лампаны қосыңыз, электромагниттерді қоспай тұрып. Фабри – Перо эталонның немесе линзаның аздап жылжытып немесе телекамераның көлбеулігін өзгертіп компьютер экранында интерференциялық сурет алыңыз. Сурет центрде орналысуы тиіс, және айқын, симметриялы дұрысдөңгелектер болуы тиіс. Кескінді алу үшін Файл менюіне кіріп «Capture Window»оперциясын таңдап алыңыз. эксперимент қараңғыланған бөлмеде жүргізілуі керек.
   

---

1-тапсырма. Зееманның бойлық эффектерін зерттеу.

1. 
   Қондырғыны экспериментті орындауға даярлаңыз.
   

• 
  Иристік дифрагманы алып қойыңыз.
  
• 
  Электромагниттің ұштықтарын бұлардың шығар тесіктері оптикалық ось бойымен орналасытындай етіп бұрыңыз, интерференциялық суретті бақылаңыз.
  
• 
  Интерференциялық сурет анализатордың өткізу жазықтығын бұрған кезде өзгермейтіндегі көзжеткізіңіз.
  
• 
  пластинканы пайдаланып жарықтың шеңбер бойымен поляризацияланғанына көз жеткізіңіз.
  

Бұл үшін пластинканы маңы мен анализатор аралығына орналыстырыңыз. Егер пластинканың оптикалық осі вертикальмен дәл келсе, 1 сақинаның жойылатыны көрінеді, егер анализатор вертикальға 45°. Бұрыш жасап тұрса, ал басқа сақина болса - 45°. Жағдайында жойылады.

2. 
   Экспериментті орындаңыз:
   

• 
  М
  143
  агнит өрісі түрлі кернеулігі жағдайында «Capture» менюіндегі «Still image»таңдап алып, интерференциялық суреттерді фотоға түсіріңіз. Бұдан кейін меню автоматты түрде жиналады және бас терезеде кескін пайда болады. Текст операциясын пайдаланып кескін алынған катушканың тоқ мәнін жазып алыңыз.
  
• 
  Жоғарыда аталған әрекеттер магнит өрісінің бірнеше мәндерінде бір неше рет қайталаңыз, алынған кескіндерден «measure»менюіндегі «Сircle» операциясы көмегімен сақиналардың радиустарын анықтаңыз.
  
• 
  12.1-кестегі тоқтың мәні мен интерференциялық сақиналардың 4-уі үшін толтырыңыз.
  

12.1-кесте.

, А	, мТл	Радиусы интерференционных колец*

---

Сурет 12.6 Экрандағы интерференциялық сурет.

3. 
   Эксперименттік нәтижелерді өңдңеңіз:
   

• 
  Әрбір В мәні үшін (12.15), (12.16) формулаларынын қолданып
  

Δ Және δ мәндерін анықтаңыз:





(
144
12.5) формуласы бойынша магнит өрісінің 5 мәні үшін –ны анықтаңыз, 12.2-кестені толтырыңыз:
12.2-кесте

В,мТл

2 кестедегі деректерді график бойынша тұрғызыныз, деректерге сызықтық аппроксимация жүргізіп Бор магнетоны мәнін анықтаңыз. Алынған нәтижені Дж/Тл теориялық мәнімен салыстырыңыз.

2-тапсырма. Зееманның көлденең эффектісін зерттеу.

1. 
   Қондырғыны экспериментке дайындаңыз:
   
2. 
   Электромагнит ұшықтарын оның шығыс тесіктеріне бақылау бағытына перпендикуляр болатындай етіп диафрагманы қойып, интерференциялық сақина құраушыларғабөлінуі тиіс.
   
3. 
   Магнит өрісін қосыңыз, бұл үшін катушкалардағы тоқ шамасы 8А болсын, осы жағдайда әрбір интерференциялық сақина құраушыларға бөлінуі тиіс.
   
4. 
   Магнит өрісінің шамасы өзгергенде құраушылардың ара қашықтағы өзгеретідігіне көз жеткізіңіз
   
5. 
   Анализатордың өткізу жазықтығын бұрғанда : 90° бұрғанда сақиналар не 2 сақинаға немесе 3 сақинаға бөлінетіндегіне көз жеткізіңіз.
   
6. 
   Эксперимент жүргізіңіз, дублеттер үшін өлшеулер жүргізіп, эксперимент нәтижелерін 1-тапсырманың 2,3 бөліктеріне ұқсас өңдеңіз.
   

Бақылау сұрақтары

1. 
   Зееман эффектісі деп нені айтады?
   
2. 
   Зееманның көлденең эффектілері деп қандай эффектілерді айтады?
   
3. 
   Магнит өрісінде атомның энергетикалық деңгейлері қанша құраушыға жіктеледі?
   
4. 
   Сұрыптау ережелері деген не? Магниттік саны үшін сұрыптау ережелерін тұжырымдаңыз?
   
5. 
   Спектрлік сызықтың δ және π құраушыларының айырмашылығы неде?
   
6. 
   Фабри –Перо интерферометрі деген не? Ол осы жұмыста қандай міндеттерді атқарады?
   
7. 
   2 сәуле үшін интерференция максимумының шартын жазыңыз?
   
8. 
   12.5-формуланы алыңыз?
   
9. 
   Б
   145
   ор магнетоны деген не?
   

---

Смотрите также файлы

• ылыми білімдерді дамуы iv н. Коперник арыш лемі туралы діни кзараса кйрете соы берген Польшаны алымы.docx

• 4. техника ауіпсіздік алындатышты жндеу кезіндегі техника кауіпсіздігі.docx

• Перечислите статьи Гражданского кодекса Российской Федерации, устанавливающие специальные сроки исковой давности и укажите, к каким требованиям они применяются.docx

• Открытый социальноэкономический колледж Программа среднего профессионального образования 44.docx

• Практическая работа 5 Нормализация отношений Цель приобрести практические навыки проведения нормализации отношений. Задание.docx